Влияние пластификатора на физико-механические свойства композитов на основе полиэтилена низкой плотности и кварца

Рассмотрено влияние содержания кварца (диоксида кремния) на основные физико-механические свойства композитов на основе полиэтилена низкой плотности. Показано, что введение компатибилизатора - сополимера полиэтилена высокой плотности с малеиновым ангидридом - в состав композита способствует улучшению свойств и совместимости смешиваемых компонентов смеси. Использование синтезированного полиэтиленового воска в качестве пластификатора позволило в значительной степени улучшить деформационные способности высоконаполненных композитов. Методом термомеханических исследований показаны закономерности изменения термомеханических кривых в температурном диапазоне 20–200°С, в зависимости от концентрации кварца в присутствии пластификатора и компатибилизатора. 

1. Ермаков С.Н., Кербер М.Л., Кравченко Т.П. Химическая модификация и смешение полимеров при реакционной экструзии // Пластические массы, 2007, №10, С. 32–41.

2. Лавров Н.А. Традиции и инновации в химии и технологии полимеров // Пластические массы, 2021, №7–8, С. 3–7.

3. Попов О.Н., Майникова Н.Ф., Костромина Н.В., Кравченко Т.П., Горбунова И.Ю. Изучение структурных переходов в полимерах методом неразрушающего контроля // Пластические массы, 2021, №1–2, С. 11–13. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2021-1-2-11-13.

4. Pomogailo A.D. Molecular polymer–polymer compositions. Synthetic aspects // RUSS CHEM REV, 2002, V. 71, No1, P. 1–31. https://doi.org/10.1070/RC2002v071n01ABEH000681.

5. Barczewski M., Matykiewicz D., Piasecki A., Szostak M. Polyethylene green composites modified with post agricultural waste filler: thermo-mechanical and damping properties // Composite Interfaces, 2018, V. 25, No 4, P. 287-299, https://doi.org/10.1080/09276440.2018.1399713.

6. Ашуров Н.Р, Долгов В.В., Садыков Ш.Г., Усманова М.М. Нанокомпозиты. Полимеры этилена, наполненные слоистым алюмосиликатом. Ташкент: Фан, 2016. 184 с.

7. Wang D., Yang B., Chen Q.-T., Chen J., Su L.-F., Chen P., Zheng Z.Z., Miao J.-B., Qian J.-S., Xia R., Shi Y. A facile evaluation on melt crystallization kinetics and thermal properties of low-density polyethylene (LDPE)/Recycled polyethylene terephthalate (RPET) blends // Advanced Industrial and Engineering Polymer Research, 2019, V. 2, No 3, P. 126–135. https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2019.05.002.

8. Чердынцева С.В., Белоусов С.И., Крашенинников С.В. Влияние вида органического модификатора монтмориллонита на физико-химические свойства нанокомпозитов на основе полиамида-6, полученных смешением в расплаве // Пластические массы, 2013, №5, С. 39–43.

9. Ольхов А.А., Румянцев Б.М., Гольштрах М.А. Структурные параметры полимерного композиционного материала на основе полиэтилена и нанокристаллического кремния // Пластические массы, 2013, №10, С. 6–8.

10. Осама Аль Хело, Осипчик В.С., Петухова А.В., Кравченко Т.П., Коваленко В.А. Модификация наполненного полипропилена // Пластмассы, 2009, №1, С. 43–46.

11. Allahverdiyeva K.V., Kakhramanov N.T., Namazly U.V. Thermomechanical Properties of Composites Based on High-Density Polyethylene and Aluminum // Polym. Sci. Ser. D, 2021, V. 14, P. 598–602. https://doi.org/10.1134/S1995421222010026.

12. Dorigato A., D’Amato M., Pegoretti A. Thermo-mechanical properties of high density polyethylene – fumed silica nanocomposites: effect of filler surface area and treatment // Journal of Polymer Research, 2012, V. 19, No.6, P. 1–11. https://doi.org/10.1007/s10965012-9889-2.

13. Kakhramanov N, Allahverdiyeva K, Gahramanli Y, Mustafayeva F, Martynova G. Physical-mechanical properties of multifunctional thermoplastic elastomers based on polyolefins and styrene-butadiene elastomer // Journal of Elastomers & Plastics. 2023, V. 55, No 2, P. 279-302. https://doi.org/10.1177/00952443221147030.

14. Romo-Uribe A., Lichtenhan, J.D. Melt extrusion and blow molding parts-per-million POSS interspersed the macromolecular network and simultaneously enhanced thermomechanical and barrier properties of polyolefin films // Polym Eng Sci, 2021, V. 61, N.1, P. 245– 257. https://doi.org/10.1002/pen.25572.

15. Алоев В.З., Жирикова З.М., Тарчокова М.А. Эффективность использования нанонаполнителей разных типов в полимерных композитах // Изв. вузов. Химия и хим. Технология, 2020, Т.63, №4, С.81–85. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206304.6158.

16. Kakhramanov N.T., Kurbanova R.V., Kakhramanly Y.N., Mammadova G.M. About mechanism of dressing of surface of mineral fillers of plastics. Problems and their solutions // Processes of petrochemistry and oil refining, 2018, No 4, P. 389–396.

17. Atlukhanova, L.B., Kozlov, G.V. & Dolbin, I.V. The Correlation between the Nanofiller Structure and the Properties of Polymer Nanocomposites: Fractal Model. // Inorg. Mater. Appl. Res., 2020, V. 11, P. 188–191. https://doi.org/10.1134/S2075113320010049.

18. Kakhramanov, N.T., Bayramova, I.V., Pesetsky, S.S. Thermomechanical Properties of Nanocomposites Based on Clinoptilolite and a Copolymer of Ethylene with Hexene // Inorg. Mater. Appl. Res., 2020, V. 11, P. 1184–1190. https://doi.org/10.1134/S2075113320050135.

19. Kalistratova, L.F., Egorova, V.A. Ordering of the Amorphous Phase as One of the Characteristics of Supramolecular Structure of Amorphous-Crystalline Polymer // Inorg. Mater. Appl. Res, 2019, V. 10, P. 933–938. https://doi.org/10.1134/S2075113319040208.

20. Kozlov, G.V., Dolbin, I.V. Transfer of Mechanical Stress from Polymer Matrix to Nanofiller in Dispersion-Filled Nanocomposites // Inorg. Mater. Appl. Res, 2019, V. 10, P. 226–230. https://doi.org/10.1134/S2075113319010167.

21. Kakhramanov N.T., Bayramova I.V., Allahverdiyeva Kh.V. Thermomechanical properties of nanocomposites based on vesuvian and copolymer of ethylene with hexane // Processes of petrochemistry and oil refining, 2021, V. 22, No 1, P. 13-23.

22. Рагушина М.Д., Битт В.В., Калугина Е.В. Влияние различных модификаторов на свойства вторичного полиэтилена, подходы к рециклингу пластмасс // Пластические массы, 2022, №9-10, С.42-45. https://doi.org/10.35164/0554-2901-2022-9-10-42-45.

23. Петрюк И.П. Влияние параметров дисперсной структуры на содержание межфазного слоя в наполненных полимерах // Пластические массы, 2014, №5–6, С.7–13.

24. Shadrinov N.V., Borisova A.A. Thermophysical and Dynamic Properties of Nitrile Butadiene Rubber Filled with Ultra-High Molecular Weight Polyethylene // Inorg. Mater. Appl. Res., 2021, V. 12, P. 1112–1119. https://doi.org/10.1134/S2075113321040389.

25. Kakhramanov N.T., Kurbanova R.V., Osipchik V.S. Physicomechanical Properties of Organic-Inorganic Hybrid Gels Based on Various Thermoplastic Ethylene-Propylene Copolymers and Natural Minerals // Inorg. Mater. Appl. Res, 2021, V. 12, P. 1021–1025. https://doi.org/10.1134/S2075113321040213.

26. Cao X., Wu M., Zhou A., Wang Y., He X., Wang L. Non-isothermal crystallization and thermal degradation kinetics of MXene/linear low-density polyethylene nanocomposites // e-Polymers, 2017, V. 17, No. 5, P. 373–381. https://doi.org/10.1515/epoly-2017-0017.

27. Евтушенко Ю.М., Рудакова Т.А., Григорьев Ю.А. Озерин А.Н. Полиэтилен низкого давления, модифицированный органо-монтмориллонитом // Все материалы. Энциклопедический справочник, 2018, №8, С.12–16.

28. Parameswaranpillai J., Elamon R., Sanjay M.R., Siengchin S. Synergistic effects of ethylene propylene diene copolymer and carbon nanofiber on the thermo-mechanical properties of polypropylene/ high-density polyethylene composites // Materials Research Express, 2019, V. 6, No 8, ID 085302. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab1d37.

29. Allahverdiyeva K.V., Kakhramanov N.T. Ismayilov I.A. Physicomechanical Properties of Composites Based on Various Types of Polyethylene and Aluminum // Inorg. Mater. Appl. Res, 2021, V. 12, P. 477–481. https://doi.org/10.1134/S2075113321020027.

30. Zorin V.A., Baurova N.I., Kosenko, E.A. Detection of defects in components made of dispersion-filled polymeric materials by the method of infrared thermography // Polym. Sci. Ser. D, 2017, V. 10, P. 241–243. https://doi.org/10.1134/S1995421217030212.

31. Лямкин Д.Н., Скрозников С.В., Жемерикин А.Н. Влияние способа сшивания на стабильность химической сетки полиэтиленовой изоляции кабельных изделий при термомеханическом воздействии. //Пластические массы, 2012, №2, с.25-28.

32. Улитин Н.В., Дебердеев Т.Р. Некоторые вязкоупругие свойства плотносшитых сетчатых полимеров. Теоретический расчет. // Пластические массы, 2012, №2, с.34-39.